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• 2005年, 0卷, 第1期
  刊出日期：2005-01-20

    

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  研究与应用
  综述
  

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研究与应用
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  研究与应用

  钨掺杂PZN-PZT陶瓷的结构与压电性能的研究

  高峰, 张昌松, 王卫民, 张慧君, 田长生

  2005, 0(1): 3-7,11.

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  高峰, 张昌松, 王卫民, 张慧君, 田长生. 钨掺杂PZN-PZT陶瓷的结构与压电性能的研究[J]. 材料工程, 2005, 0(1): 3-7,11.
  GAO Feng, ZHANG Chang-song, WANG Wei-min, ZHANG Hui-jun, TIAN Chang-sheng. Lattice Structure and Piezoelectric Properties of W⁶⁺ Doped PZN-PZT Ceramics[J]. Journal of Materials Engineering, 2005, 0(1): 3-7,11.

  用二次合成法制备了掺杂WO₃的PZN-PZT压电陶瓷,研究了WO₃对PZN-PZT陶瓷晶胞结构与压电性能的影响,结果表明钨掺杂促进PZN-PZT陶瓷的烧结致密化,于1100℃下形成晶界清晰,结构致密的陶瓷。钨掺杂引起晶格畸变,随着钨含量的增加,晶格常数a和c减小,四方度降低;对压电性能的研究表明随着钨含量的增加,PZN-PZT陶瓷的矫顽场E_c、自发极化强度P_s、机电耦合系数K_p和压电常数d₃₃减小,介电常数ε和机械品质因数Q_m增大,绝缘电阻率ρ先增加后减小;PZN-PZT陶瓷在WO₃掺杂量为1.0%(质量分数)时具有最佳综合性能。
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  先驱体法聚硅氧烷制备SiC_f/Si-O-C复合材料的性能研究

  范真祥, 程海峰, 张长瑞, 唐耿平, 王军

  2005, 0(1): 8-11.

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  范真祥, 程海峰, 张长瑞, 唐耿平, 王军. 先驱体法聚硅氧烷制备SiC_f/Si-O-C复合材料的性能研究[J]. 材料工程, 2005, 0(1): 8-11.
  FAN Zhen-xiang, CHENG Hai-feng, ZHANG Chang-rui, TANG Geng-ping, WANG Jun. Fabrication Process and Properties of Silicon Carbide Fiber Reinforced Si-O-C Composites Using Polysiloxane as Precursor[J]. Journal of Materials Engineering, 2005, 0(1): 8-11.

  以聚硅氧烷为先驱体,采用先驱体转化法制备SiC_f/Si-O-C复合材料。研究了吸收剂含量不同对复合材料的弯曲强度、密度、热膨胀系数的影响,同时测试了材料对雷达波的反射率,结果表明低频带区有良好的吸波性能。对材料微观结构进行了分析讨论,发现界面结构与致密度是SiC_f/Si-O-C复合材料具有高性能的主要原因。
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  NiCr合金在含氯氧化性气氛中的高温腐蚀

  张轲, 牛焱, 吴维(屮又)

  2005, 0(1): 12-15.

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  张轲, 牛焱, 吴维(屮又). NiCr合金在含氯氧化性气氛中的高温腐蚀[J]. 材料工程, 2005, 0(1): 12-15.
  ZHANG Ke, NIU Yan, WU Wei-tao. High Temperature Corrosion of NiCr Alloys in Chlorination-oxidation Atmosphere[J]. Journal of Materials Engineering, 2005, 0(1): 12-15.

  研究了纯Ni以及不同Cr含量的NiCr合金在5%O₂-0.3%HCl-N₂(体积分数)气氛中800℃的腐蚀行为,结果表明:在氧化膜/基体金属界面处有氯化物生成,合金的加速腐蚀机制为氯参与的"活化腐蚀"过程。NiCr合金在腐蚀初期表现为失重与生成Cr的氯化物和氯氧化物的挥发性有关,但Cr依然有益于合金的抗氯化-氧化腐蚀性。
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  TC11钛合金叶片上亮条和暗条的性质及控制

  蔡建明, 张旺峰, 李臻熙, 马济民, 曹春晓

  2005, 0(1): 16-19.

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  蔡建明, 张旺峰, 李臻熙, 马济民, 曹春晓. TC11钛合金叶片上亮条和暗条的性质及控制[J]. 材料工程, 2005, 0(1): 16-19.
  CAI Jian-ming, ZHANG Wang-feng, LI Zhen-xi, MA Ji-min, CAO Chun-xiao. Characteristic and Control of Bright and Dark Striations in TC11 Titanium Alloy Blades[J]. Journal of Materials Engineering, 2005, 0(1): 16-19.

  对TC11钛合金叶片上发现的亮条和暗条的性质进行了分析,并提出了减少或消除亮条和暗条的解决措施。结果表明,亮条一般为富钛偏析或富铝偏析;暗条一般为叶片锻造时形成的应变线,也有情况下为富β稳定化元素偏析。叶片上的偏析性质的亮条和暗条一般与钛合金铸锭熔炼过程有关,为了消除或减少偏析,应加强配料选择、电极制备、合金熔炼等工艺的控制,并注重各工序间的质量检验。叶片上属于锻造应变线的暗条可通过调整叶片锻造和热处理工艺参数来减轻或消除。
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  电弧喷涂制备铝基涂层的组织与性能研究

  齐鑫哲, 魏琪, 栗卓新, 刘海霞

  2005, 0(1): 20-24,28.

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  齐鑫哲, 魏琪, 栗卓新, 刘海霞. 电弧喷涂制备铝基涂层的组织与性能研究[J]. 材料工程, 2005, 0(1): 20-24,28.
  QI Xin-zhe, WEI Qi, LI Zhuo-xin, LIU Hai-xia. Microstructure and Properties of Al-based Coatings Prepared by Arc Spraying[J]. Journal of Materials Engineering, 2005, 0(1): 20-24,28.

  采用铝基粉芯丝材和电弧喷涂技术制备了铝基涂层,并研究了涂层的显微组织和抗氧化、耐腐蚀等性能。铝基原始涂层主要物相有AlFe,AlFe₃,Al₂O₃,AlFe_0.25Ni_0.77和AlNi等;经过800℃×1h热处理之后涂层中生成了高铝含量的新相Al₁₃Ni₄,Al₈₆Fe₁₄,Al₅FeNi,提高了涂层的硬度。铝基涂层的抗氧化、耐腐蚀性能明显地优于相应的铁基涂层;其中Al-Fe-Ni-B铝基涂层抗氧化性能优良,接近于45CT;Al-Ni-Cr铝基涂层的耐腐蚀性能可与45CT相媲美。
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  HK40钢的渗铝新工艺及抗碳化腐蚀性能研究

  黄志荣, 马刘宝, 李培宁

  2005, 0(1): 25-28.

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  黄志荣, 马刘宝, 李培宁. HK40钢的渗铝新工艺及抗碳化腐蚀性能研究[J]. 材料工程, 2005, 0(1): 25-28.
  HUANG Zhi-rong, MA Liu-bao, LI Pei-ning. Pack Aluminization of HK40 Steel and Evaluation of Carburization Resistance[J]. Journal of Materials Engineering, 2005, 0(1): 25-28.

  采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱分析仪(EDAX)等仪器设备研究了HK40钢的渗铝及其抗碳化腐蚀能力。试验结果表明,通过调整渗剂中特种添加剂与铝粉的比例和渗铝温度等工艺参数,可达到控制渗铝层相组成的目的。与传统一段法固体粉末渗铝工艺相比,两段法固体粉末渗铝工艺可提高渗速约60%。HK40钢的渗铝层由NiAl相和Ni3Al相组成时,其抗碳化腐蚀能力得到明显提高。
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  A356Al/TiB₂颗粒增强铝基复合材料的搅拌摩擦焊

  李敬勇, 赵勇, 陈华斌

  2005, 0(1): 29-32,36.

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  李敬勇, 赵勇, 陈华斌. A356Al/TiB₂颗粒增强铝基复合材料的搅拌摩擦焊[J]. 材料工程, 2005, 0(1): 29-32,36.
  LI Jing-yong, ZHAO Yong, CHEN Hua-bin. Friction Stir Welding of TiB₂ Particulate A356 Aluminum Alloy Composite[J]. Journal of Materials Engineering, 2005, 0(1): 29-32,36.

  采用纯机械化的固相连接技术-搅拌摩擦焊成功地焊接了应用原位反应合成法制造的铸态A356Al/6.5%TiB₂(体积分数)颗粒增强铝基复合材料,与铝合金相比,铝基复合材料搅拌摩擦焊的焊缝质量对焊接参数更为敏感。该连接方法在较低温度下实现铝基复合材料的焊接,避免了基体铝合金与增强相之间的化学反应,同时在搅拌头机械搅拌、挤压和摩擦热的共同作用下,焊缝区基体材料的晶粒和增强相被破碎并形成再结晶晶核,细化了组织结构,增强相分布也更加弥散。焊缝区的硬度值波动范围很小,抗拉强度比母材增加约20%。研究表明,搅拌摩擦焊用于连接颗粒增强铝基复合材料具有明显的优势。
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  AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头断裂机制

  张华, 林三宝, 吴林, 冯吉才, 宁金星

  2005, 0(1): 33-36.

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  张华, 林三宝, 吴林, 冯吉才, 宁金星. AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头断裂机制[J]. 材料工程, 2005, 0(1): 33-36.
  ZHANG Hua, LIN San-bao, WU Lin, FENG Ji-cai, NING Jin-xing. Fracture Mechanism of Friction Stir Welded AZ31 Magnesium Alloy[J]. Journal of Materials Engineering, 2005, 0(1): 33-36.

  对AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头进行力学性能实验。拉伸、疲劳实验结果显示,AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头抗拉强度可以达到母材强度的92.9%,断裂位置在前进面的机械热影响区,认为是前进面机械热影响区不均匀的层状组织和应力集中作用的结果。扫描电镜显示:断口有明显的撕裂纹和纤维状组织。
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  Zr-4合金常规力学行为研究与低周疲劳断口分析

  范宣华, 蔡力勋, 胡绍全, 李聪

  2005, 0(1): 37-40.

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  范宣华, 蔡力勋, 胡绍全, 李聪. Zr-4合金常规力学行为研究与低周疲劳断口分析[J]. 材料工程, 2005, 0(1): 37-40.
  FAN Xuan-hua, CAI Li-xun, HU Shao-quan, LI Cong. Study on Mechanical Behaviors and Low Cycle Fatigue Fracture Analysis of Zr-4 Alloy[J]. Journal of Materials Engineering, 2005, 0(1): 37-40.

  对Zr-4合金开展了常温与400℃高温下的常规力学行为研究,获得了两种温度下材料的单调R-O(Ramberg-Osgood)本构模型。通过测定不同温度下的弹性模量和泊松比,得到了它们随温度的变化关系。同时对Zr-4合金热膨胀系数进行了测定。对常温与400℃高温下低周疲劳试样进行了扫描电镜观察和断口分析,结果发现Zr-4合金低周疲劳断裂以穿晶断裂为主并伴随有疲劳辉纹和二次裂纹出现。
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  AZ81A镁合金焊接接头的组织与性能

  柯黎明, 邢丽, 徐卫平

  2005, 0(1): 41-44.

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  柯黎明, 邢丽, 徐卫平. AZ81A镁合金焊接接头的组织与性能[J]. 材料工程, 2005, 0(1): 41-44.
  KE Li-ming, XING Li, XU Wei-ping. Microstructure and Properties of Welding Joints for Cast Magnesium Alloy AZ81A[J]. Journal of Materials Engineering, 2005, 0(1): 41-44.

  对AZ81A镁合金进行了搅拌摩擦焊和钨极氩弧焊的工艺实验。通过观察焊接接头宏观成形,分析焊缝显微组织,测试焊接接头的显微硬度分布,对两种焊接方法焊接性进行了分析。研究结果表明:搅拌摩擦焊的外观成形及可操作性均优于熔化焊,焊件焊后基本没有变形。搅拌摩擦焊接头的焊缝为锻造组织,焊核区为细小的再结晶组织;热影响区为部分再结晶组织,再结晶的晶粒沿原铸造晶界生长。熔化焊接头的焊缝区组织为较母材细小的等轴晶,熔合区组织的晶界为α固溶体和Mg17Al12共晶,并有强化相析出;热影响区组织的晶界分布有不连续的共晶。
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  陶瓷基复合材料伪半固态触变成形及其在卫星角框件中的应用

  罗守靖, 程远胜, 杜之明

  2005, 0(1): 45-49.

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  罗守靖, 程远胜, 杜之明. 陶瓷基复合材料伪半固态触变成形及其在卫星角框件中的应用[J]. 材料工程, 2005, 0(1): 45-49.
  LUO Shou-jing, CHENG Yuan-sheng, DU Zhi-ming. Ceramic Matrix Composite Thixoforming in Pseudo-semi-solid and Its Application to Satellite Angle-frames[J]. Journal of Materials Engineering, 2005, 0(1): 45-49.

  提出了陶瓷基复合材料伪半固态成形工艺,并应用该工艺制备了30%(体积分数)Al_p/SiC_p复合材料卫星角框件。通过金相分析、拉伸等实验方法验证该工艺的可行性。结果表明,该工艺成形的零件微观组织比较均匀;硬度较高,HV可达到6.43GPa;应变(ε)约为0.5%;抗拉强度(σ_t)约为300MPa。
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  功能磺酸掺杂聚苯胺的电导率及其光谱特征研究

  颜海燕, 胡志毅, 寇开昌, 郑建龙, 张教强

  2005, 0(1): 50-52,57.

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  颜海燕, 胡志毅, 寇开昌, 郑建龙, 张教强. 功能磺酸掺杂聚苯胺的电导率及其光谱特征研究[J]. 材料工程, 2005, 0(1): 50-52,57.
  YAN Hai-yan, HU Zhi-yi, KOU Kai-chang, ZHENG Ban-long, ZHANG Jiao-qiang. Study on Conductivity and Spectra of Polyaniline Doped with Functional Sulfonic Acids[J]. Journal of Materials Engineering, 2005, 0(1): 50-52,57.

  合成了十二烷基苯磺酸(DBSA)、磺基水杨酸(SSA)和对甲苯磺酸(TSA)掺杂的导电聚苯胺样品:PANI/DBSA,PANI/SSA,PANI/TSA。用四探针法测定其电导率,研究不同功能磺酸掺杂对聚苯胺电导率的影响,分析它们的FT-IR光谱、UV-VIS光谱吸收及NIR光谱反射现象及其变化。结果表明,功能磺酸掺杂剂的对阴离子尺寸大小影响其掺杂PANI的电导率和光谱特征,PANI/DBSA的对阴离子尺寸大于PANI/SSA,PANI/TSA,其电导率、FT-IR和UV-VIS图谱红移量都相对PANI/SSA,PANI/TSA大。同时不同功能磺酸掺杂聚苯胺的NIR光谱反射率为:PANI/DBSA>PANI/SSA>PANI/TSA。
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  Ge_1-xC_x薄膜的制备及红外特性的研究

  吴小文, 张维佳, 钟立志, 黄浩

  2005, 0(1): 53-57.

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  吴小文, 张维佳, 钟立志, 黄浩. Ge_1-xC_x薄膜的制备及红外特性的研究[J]. 材料工程, 2005, 0(1): 53-57.
  WU Xiao-wen, ZHANG Wei-jia, ZHONG Li-zhi, HUANG Hao. Preparation of Ge_1-xC_x Thin Film and Its Infrared Properties[J]. Journal of Materials Engineering, 2005, 0(1): 53-57.

  利用等离子体化学气相沉积(PECVD)法制备出Ge_1-xC_x薄膜,并系统地研究了工艺参数对薄膜成分的影响,以及不同组分Ge_1-xC_x薄膜的红外光学特性。结果表明,薄膜中的C含量随着CH₄/GeH₄气体流量比的增大而增大;薄膜的红外折射率随组分的不同在2~4范围内变化;薄膜的沉积速率随射频功率增大而增大,但当功率达到60 W以后其变化不明显;沉积速率随温度的增加而减少;该薄膜具有透长波红外的性能。
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  液态聚硅烷高压合成聚碳硅烷先驱体的组成与结构表征

  程祥珍, 宋永才, 谢征芳, 肖加余, 王应德

  2005, 0(1): 58-60,64.

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  程祥珍, 宋永才, 谢征芳, 肖加余, 王应德. 液态聚硅烷高压合成聚碳硅烷先驱体的组成与结构表征[J]. 材料工程, 2005, 0(1): 58-60,64.
  CHENG Xiang-zhen, SONG Yong-cai, XIE Zheng-fang, XIAO Jia-yu, WANG Ying-de. Composition and Structure Characterization of Polycarbosilane Precursor Synthesized from Liquid Polysilane Under High Pressure[J]. Journal of Materials Engineering, 2005, 0(1): 58-60,64.

  以液态聚硅烷(LPS)为原料,首次在高温高压条件下制备了聚碳硅烷(PCS)先驱体,对其组成及结构进行了表征。研究表明,LPS高压合成的PCS是以Si-C为主链的聚合物。其重均分子量为2861,分子量分布系数为1.92,实验式为SiC_1.89H_4.81O_0.05,主要含有由Si-CH₃,Si-CH₂-Si,Si-H组成的SiC₄,SiC₃H等结构单元,C-H/Si-H值约为9.83,SiC₃ H/SiC₄值约为0.48,是支化度较高的分子。高压合成的PCS比常压PCS有高的分子量及Si-H键含量,比常压合成体现出了PCS先驱体的优异性。
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  综述

  电子束快速制造技术制备SiC_P/Al复合材料

  齐海波, 颜永年, 林峰, 张人佶

  2005, 0(1): 61-64.

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  齐海波, 颜永年, 林峰, 张人佶. 电子束快速制造技术制备SiC_P/Al复合材料[J]. 材料工程, 2005, 0(1): 61-64.
  QI Hai-bo, YAN Yong-nian, LIN Feng, ZHANG Ren-ji. SiC_P/Al Composite Made by Electron Beam Rapid Manufacturing[J]. Journal of Materials Engineering, 2005, 0(1): 61-64.

  介绍了电子束快速制造技术的特点及工艺路线,将其应用在SiC_P/Al复合材料的制备过程中,不仅可以发挥粉末冶金中颗粒组分可任意调节的特点,而且在真空环境下高能量密度的电子束液相烧结工艺可以使颗粒与基体的润湿性得到较大程度的改善;此外,电子束快速制造技术无需工模具,能有效避免液态法制备复合材料浇注困难等缺点,成形件加工余量小,避免了脆性复合材料的二次加工,充分体现了快速制造的优点,因此,电子束快速制造技术是一种适合SiC_P/Al复合材料制备的新工艺。